不同磁場強度對刺槐硬枝扦插超聲波育苗生根的影響

夏尚光+侯金波

摘 ? ?要：以刺槐硬枝插穗為試材，設(shè)置了600，800，和1 000 Gs等3種磁場處理強度，研究其成活生根情況。結(jié)果表明： （1）與對照相比，各處理根系長增加2～4 cm，生根條數(shù)增加5～8根，葉片數(shù)增加8～12個，其中，以800 GS磁場苗床的處理效果最佳。（2）在相同磁場強度下，采用托瑪琳石處理與未用托瑪琳石處理相比，各處理的插穗新根生長速度均明顯加快，根系長度平均增加約1 cm，發(fā)根量增加2～3根，總?cè)~量2～3片。由此表明，磁場和托瑪琳石都對剌槐硬枝扦插生根生長有明顯的增速效果。

關(guān)鍵詞： 磁場;速生剌槐;超聲波育苗;硬枝扦插;生根率

中圖分類號：S685.99 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.028

Effect on Rootage of Branchlets Ultrasonic Propagation for Robinia Pseudoacacia under Different Intensities of Magnetic Field

XIA Shang-guang1， HOU Jin-bo 2

（1. Academy of ?Forestry， Hefei， Anhui 230031， China; 2. Anhui Hongsen Gaoke Ecological Development Company for Agriculture and Forest， Guoyang， Anhui 233602， China）

Abstract： This study takes branchlet cuttinGs of fast-growing Robinia ?pseudoacacia var inermis Dc as testing material， sets three treatments of magnetic field of 600， 800 and 1 000 Gs， to compare the effects on rootage under different intensities of magnetic field. The results showed that root length of the treatments increased 2～4 cm longer， root number 5～8 more， leaf number 8 to 12 more， than those in control （not using seedbed of magnetic field， traditional ultrasonic seedling）， the effect of treatment with seedbed of magnetic field under 800 Gs is best. Then the growth speed increased to some extent， of treatments with Tourmaline， the average root length 1 cm longer， the root number 2～3 root more， leaf number increased 2～3 more， compared with treatments untreated with Tourmaline in the same densities of magnetic field. It suggests that the magnetic field and Tourmaline both have promoting effect on the growth of Robiaia pseudoacacia var inermis Dc.

Key words： magnetic field; Robiaia pseudoacacia; ultrasonic seedling; rootage

生物磁學(xué)是研究和應(yīng)用物質(zhì)的磁性和磁場與生物學(xué)特性之間相互聯(lián)系和相互影響的一門新興邊緣學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，生物磁學(xué)也得到了大力擴展和深化， 目前已在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)保以及生物工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。電磁輻射對生物生長、發(fā)育、遺傳與分化的影響已經(jīng)成為人們研究的熱點[2]。國內(nèi)外許多研究證明，磁場直接處理植物種子，可明顯提高種子的發(fā)芽勢與發(fā)芽率，促進(jìn)種子生根等。植物種子受磁場照射可促進(jìn)發(fā)芽，刺激生根和胚軸延長，細(xì)胞分裂指數(shù)增加[3] ，提高根系活力，為植物體內(nèi)許多重要物質(zhì)的生物合成提供更多的中間產(chǎn)物[4]。番茄種子在磁場處理下活力明顯提高[5]。但磁場處理是否能促進(jìn)木本樹種穗條生根生長其研究鮮見報道，特別是對刺槐硬枝扦插。

速生剌槐（Robiaia pseudoacacia var.）是刺槐的一個自然變種，為防止鄉(xiāng)土剌槐優(yōu)良種質(zhì)資源的丟失，自20世紀(jì)80年代始，安徽省林業(yè)科學(xué)院便注重其育種資源的收集、保存和利用研究，在自然雜交后，經(jīng)后代重組，產(chǎn)生出新的異質(zhì)型群體，經(jīng)過多代的選擇、分離、區(qū)劃試驗、對比研究而育成的優(yōu)質(zhì)速生剌槐新品種。剌槐異花授粉力強，天然雜交率高，種性不易保持[6]，并且成苗周期長[7]，它的穗條扦插是非常難生根的，一般扦插成活率很低，嫁接和埋根的成本又高，速度也慢，達(dá)不到快速繁殖目的。本試驗以速生剌槐插穗為試材，采用600，800，1 000 Gs等3種磁場處理來促進(jìn)扦插穗生根，意在改進(jìn)速生剌槐超聲波的育苗處理。通過試驗研究，確定速生剌槐插穗生根的最佳磁場強度范圍，促進(jìn)樹種穗條生根的電磁生物學(xué)研究，這對速生剌槐的規(guī)?；茝V與應(yīng)用具有重要的實踐指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗設(shè)在渦陽縣農(nóng)業(yè)局下屬農(nóng)場速生剌槐育苗繁殖基地，氣候處在暖溫帶南緣，屬暖溫帶半濕潤氣候區(qū)，具有顯著的過度性特征。季風(fēng)明顯，氣候溫和，光照充足，雨量適中，無霜期長，四季分明，春溫多變，夏雨集中，秋高氣爽，冬長且干。歷年平均氣溫14.9 ℃，平均日照2 184 h，平均無霜期213 d，平均年降水量831 mm。地帶性土壤為黃土性古河流沉積物所發(fā)育而成的砂姜黑土，土層深厚，肥沃，適宜多種植物生長發(fā)育。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4個處理，其中處理Ⅰ（CK）只應(yīng)用超聲波育苗，而不加磁場，具體處理：（1）選取剌槐健壯當(dāng)年生硬枝，用利剪剪成上平下斜、具有兩芽兩葉、長6～8 cm的穗段。（2）將剪好的插穗下部1～2 cm，浸泡在事先配好的生根液中5 s左右。（3）用絲棉包裹已處理好的插穗根部，依次鑲嵌到育苗箱頂部，株行距設(shè)計為10 cm×10 cm。（4）按5個時間段依次噴超聲波氣霧營養(yǎng)液：① 6：00—9：00，每0.5 h噴30 s;②9：00—12：00每15 min噴60 s;③12：00—15：00每5 min噴30 s;④15：00—18：00每15 min噴1 min;⑤18：00至次日6：00每2 h噴60 s。處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均在處理Ⅰ的基礎(chǔ)上于育苗箱底部、離插穗60 cm處每平方米分別均勻放置600、800、1000高斯磁場強度磁鐵4塊作用于苗床。

托瑪琳石再處理試材：在上述處理的基礎(chǔ)上分別加入托瑪琳石于霧化水中。

1.3 研究方法

試驗從2013年5月18日—2013年6月18日，每2 d觀測記錄處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ插穗的生根及生長情況，包括生根率（%）、根系長（cm）、根條數(shù)（根）、葉片數(shù)（片）。測定再加托瑪琳石后，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中在育苗的根系、長勢。利用Excel表記錄試驗數(shù)據(jù)和處理試驗結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同磁場處理對速生剌槐插穗生根的影響

5月18日剌槐穗條扦插，至5月22日，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ剌槐插穗均未發(fā)新根。處理Ⅲ在5月24日首先發(fā)出第1個新根，長約0.2 cm;處理Ⅱ、Ⅳ到5月26日各發(fā)出第1個新根，均長約0.2 cm，而此時處理Ⅲ所發(fā)新根已長約0.5 cm;至5月28日，處理Ⅰ才發(fā)出第1個新根，長約0.2 cm，此時處理Ⅲ所發(fā)新根已長約0.8 cm，處理Ⅱ、Ⅳ均長約0.5 cm;到6月8日，處理Ⅲ率先發(fā)出第2個新根，長約0.2 cm，此時處理Ⅱ、Ⅳ所發(fā)新根均長約3.4 cm，處理Ⅰ所發(fā)第1個新根長約2.2 cm;到6月10日，處理Ⅱ、Ⅳ均發(fā)出第2個新根，均長約0.2 cm，此時處理Ⅲ所發(fā)新根已長約0.5 cm，處理Ⅰ所發(fā)第1個新根長約3.2 cm;6月12日，處理Ⅰ所發(fā)第1根新根長約0.2 cm，此時處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所發(fā)第2個新根分別長約0.5，1.2，0.5 cm;6月16日，處理Ⅲ仍率先發(fā)出第3個新根，長約0.2 cm，此時處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ所發(fā)第2個新根分別長約1.0，1.2，1.2 cm;至6月18日止，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ也未發(fā)出第3個新根，此時處理Ⅲ所發(fā)出第3個新根長約0.8 cm，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ所發(fā)第2個新根分別長約1.5，1.5，1.6 cm，具體如圖1所示。

從圖1可以看出，處理Ⅲ的促進(jìn)作用最強，發(fā)新根最快、最長，也最多，說明處理Ⅲ是速生剌槐的適宜磁場處理;處理Ⅱ、Ⅳ除在試驗最后一天的6月18日根長分別為1.5，1.6 cm外，其他處理時間二者均保持同步，體現(xiàn)在發(fā)新根的時間、所發(fā)根長均完全相同，說明速生剌槐存在一個最佳磁場處理，過高（處理Ⅳ）或過低（處理Ⅱ）的處理均不能將促進(jìn)生根的作用最大化。而處理Ⅰ作為對照，至試驗結(jié)束前倒數(shù)第3天的6月16日始終發(fā)新根最晚、最短，也最少;值得注意的是，在試驗最后一天的6月18日，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ基本同步，三者間無明顯差異，說明處理Ⅱ、Ⅳ此時對生根已無促進(jìn)作用。并且從圖1中可以看出，6月12日至6月18日，處理Ⅱ、Ⅳ所發(fā)第2個新根長的增速低于處理Ⅰ，如果進(jìn)一步延長試驗時間，處理Ⅱ、Ⅳ所發(fā)第2個新根長可能低于處理Ⅰ，試驗時間超過30 d后，處理Ⅱ、Ⅳ對生根的作用可能會由促進(jìn)轉(zhuǎn)為抑制，說明磁場處理對速生剌槐生根的促進(jìn)有一定的作用時間限制，超過這個時限，促進(jìn)作用會消失，甚至可能反轉(zhuǎn)為抑制作用。

2.2 磁場處理和托瑪琳石試驗對根系與葉片長勢的影響

速生剌槐采用磁場苗床育苗，效果十分明顯。與對照Ⅰ相比，應(yīng)用600～1 000 Gs磁場苗床育苗，3個處理（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）的插穗根系長增加3～5 cm，根條數(shù)增加4～9根，葉片數(shù)增加5+12個（如表1）。從根系長、根條數(shù)、葉片數(shù)3個指標(biāo)來比較處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下的各值，處理Ⅲ均為最大，其生根率更是達(dá)到了100%，說明其對生根與葉片長勢的促進(jìn)作用最強。

處理Ⅱ較處理Ⅰ，生根率、根系長、根條數(shù)和葉片數(shù)分別提高了18.8%，25.0%，75.0%和166.0%;處理Ⅲ分別提高了25.0%，125.0%，300.0%和300.0%;處理Ⅳ分別提高了22.5%，75.0%，133.0%和150.0%。說明處理Ⅲ的增速作用強于處理Ⅱ、Ⅳ，處理Ⅱ、Ⅳ間差異不明顯。

從表2的生長量結(jié)果來看，采用托瑪琳石的處理同表1中相同磁場強度的處理相比，生長均表現(xiàn)出一定程度的增速，根系長平均增加約1 cm，根量增加2～3根，葉片數(shù)增加2～3個。從根系長、根條數(shù)、葉片數(shù)3個指標(biāo)來比較處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下的各值，處理Ⅲ均仍為最大，其生根率仍是達(dá)到了100%，說明其對生根與葉片長勢的促進(jìn)作用仍最強。

將表2與表1中各指標(biāo)值進(jìn)行相應(yīng)的比較，表2的處理Ⅱ較表1，根系長、根條數(shù)和葉片數(shù)分別提高了16.7%，14.3%和25.0%;處理Ⅲ分別提高了12.5%，16.7%和6.25%;處理Ⅳ分別提高了16.7%，40.0%%和25.0%。說明采用托瑪琳石的處理具有明顯的增速作用。對生長量結(jié)果進(jìn)行方差分析，區(qū)組內(nèi)差異顯著（P<0.05），區(qū)組間差異也極顯著（P<0.01），這說明磁場和托瑪琳石都對速生剌槐的生長有增速效果。

3 結(jié)論與討論

通過磁場對黃精組培苗生長的影響研究，發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)出來的是促進(jìn)作用[2]。與對照相比，速生剌槐硬枝插穗經(jīng)磁場處理后，須根量明顯增多，且長度增長。這可能是由于插穗生根成活后，持續(xù)受磁場環(huán)境影響而產(chǎn)生的苗期生理適應(yīng)性。此結(jié)論與本試驗中表現(xiàn)的磁場苗床對剌槐插穗成活及生長速率的提高，具有顯著促進(jìn)作用相吻合。磁場處理組與對照的相對值均為正值，表明適當(dāng)強度磁場處理在一定程度上對剌槐須根生長起著加速與推進(jìn)作用，而這種現(xiàn)象可能是通過改變剌槐疏導(dǎo)組織的疏導(dǎo)能力表現(xiàn)出來的[8]，磁化作用有可能會損傷植物的導(dǎo)管，但在磁場處理撤銷后一段時間內(nèi)，受損細(xì)胞能很快得到修復(fù)，而且在適宜的磁場處理下很有可能激活了植株生長的某條特定的代謝途徑，或者某個關(guān)鍵性的酶，從而促進(jìn)了植株的生長[1]。

本研究發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)速生剌槐生根的最佳磁場強度是800 Gs，在此磁場強度下，速生剌槐的生長速率最大，包括生根率、根系長、根條數(shù)、葉片數(shù)各指標(biāo)均最大。而黃精生長試驗中其須根的長度、直徑最大化的最佳磁場處理強度為60 Gs，最大須根數(shù)的最佳磁場強度是120 Gs，最大根莖鮮質(zhì)量的最佳磁場強度是170 Gs，均遠(yuǎn)低于本試驗中的磁場強度，究其原因，一方面是由于組培苗較扦插穗幼嫩，另一方面從最大黃精須根長、須根直徑所需磁場強度低于最大須根數(shù)，且均低于最大根莖鮮質(zhì)量的磁場強度可以看出，植株各形態(tài)指標(biāo)對磁場強度有著不同要求，總體規(guī)律是較低的磁場強度有利于須根的營養(yǎng)生長，而中等的磁場強度有利于須根的分化，增加須根數(shù)，較強的磁場強度則有利于包含須根長、須根直徑、須根數(shù)的根莖鮮質(zhì)量最大化。這對以后的磁場育苗有所啟示：不同植物、不同部位對磁場強度都有不同的要求，針對不同的植物、不同的部位，要選擇相應(yīng)的磁場強度，這樣才能精確發(fā)揮磁場作用，為不同的育苗目標(biāo)提供最佳磁場強度。否則，在幼苗生長試驗中，即使在強磁場作用下，也可能對白菜無效[9]，原因可能是磁作用量遠(yuǎn)偏最佳值，在這種情況下，其最佳用量還應(yīng)通過進(jìn)一步做試驗來確定。

本試驗在600～1 000 Gs的磁場強度基礎(chǔ)上，再附加使用托瑪琳石，進(jìn)一步表明磁場對速生剌槐插穗生根生長具有更加明顯的促進(jìn)作用，這也說明在采用磁場處理刺槐硬枝扦插的同時，再加上托瑪琳石疊加處理并不相沖突，兩者對插穗生根生長的促進(jìn)作用在功能上是可以相補的。但兩者間的互補關(guān)系如何，值得進(jìn)一步研究。

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